细胞融合技术·干细胞工程·克隆技术

(1)图中①、②所示的结构分别是_______、_______，④过程常 用的方法是_______。 (2)图中③、⑤所示的生物工程技术分别是_______、_______， 利用_______技术快速扩增健康胰岛B细胞基因的过程中，目的 基因受热形成单链并与引物结合，在酶的作用下延伸形成DNA， 该酶的特点是_______。该技术的原理是_______。 (3)过程④通常用②做受体细胞的原因是_______。 (4)图示治病的方法叫做_______，与一般的异体移植相比最大 的优点是_______。
【解题指南】 1.知识储备：植物体细胞杂交过程和植物组织培养过程。 2.解题关键：(1)明确诱导原生质体融合后产生的杂种细胞有多种 ，需经筛选。 (2)注意流程图中关键字眼：“用钠盐浓度为0.6%的固体培养基 培养”，即筛选掉了不耐盐的愈伤组织。
【解析】植物细胞经纤维素酶和果胶酶处理后，去除细胞壁，得 到原生质体。两个原生质体经PEG诱导后融合，再生出细胞壁后 变成杂种细胞，利用植物组织培养技术可得到愈伤组织、丛芽结 构和试管苗，并非每个细胞都能表达出耐盐性状，需要利用含盐 培养基进行选择。 (2)C细胞是杂种细胞，形成植株需要植物组织培养过程，经历了 细胞的脱分化和再分化过程。该过程涉及到培养基培养过程，所 以无菌操作非常重要。
【解析】(1)a的花粉基因型为Hr和hr，b的花粉基因型为hR和hr ，只有HhRr的基因组合方式没有隐性纯合基因，所以杂种细胞 HhRr能在光照强度大于800lx时生长。 (2)植物体细胞杂交形成植株，是植物细胞全能性的表现，克服了 自然条件下物种之间的生殖隔离。
(3)在单克隆抗体产生过程中细胞d是杂交瘤细胞，具备了融合前 两种细胞的优点，能无限增殖且产生特定抗体。而且反复筛选的 细胞d产生的抗体品质优良。B淋巴细胞能产生特定抗体，但不能 无限增殖，无法得到大量的抗体。 (4)只能注射特定抗原后才能得到特定的B淋巴细胞，再与骨髓瘤 细胞融合，经筛选后可体内培养也可体外培养以得到大量单克隆 抗体。
【解析】(1)①是细胞核，②是细胞核移植技术得到的胚胎干细 胞，④是重组载体导入受体细胞。 (2)③是细胞核移植，⑤是动物细胞培养得到早期胚胎。PCR技 术可快速扩增DNA，该技术需要耐高温的DNA聚合酶催化。 (3)转基因动物培养常用受精卵或早期全能胚胎干细胞作受体细 胞。 (4)该图为治疗性克隆，自身细胞细胞核移植后得到的克隆器官 不会发生免疫排斥反应。
(1)①过程发生的化学变化是_______。 (2)将若干a和b 等量混合后转移到培养基上培养，再经过②和③ ，c的细胞类型有_______。 (3)在采用化学法进行过程②时，一般是用_______作为诱导剂。 (4)植物体细胞杂交与自然状况下的生殖细胞杂交相比，前者的主 要意义是_______。
(1)图中诱导动物细胞融合常用的诱导因素有____ (至少写出两种 )，再用特定的____培养基进行筛选，得到杂种细胞。 (2)培养杂种细胞时，根据细胞所需营养物质的种类和数量严格配 制培养基，此外经常会在培养基中加入____。培养过程中细胞需 置于含CO2的混合气体的培养箱中培养，CO2的主要作用是维持培 养液的____。 (3)若只考虑人的成纤维细胞与鼠细胞两两融合形成的杂种细胞， 假如每种杂种细胞只保留了人的1条染色体，从染色体组成的角度 考虑，杂种细胞可能有____种。
答案:(1)给予大于800lx的光照 (2)植物细胞的全能性 克服了远缘杂交不亲和的障碍 (3)既能无限增殖，又能产生特定抗体 特异性强、灵敏度高、化学性质单一 B淋巴细胞不能无限增殖 (4)
植物体细胞融合 【典例训练2】通过细胞工程技术，利用甲、乙两种植物的各自优 势(甲耐盐、乙高产)，培育高产耐盐的杂种植株。请完善下列实 验流程并回答问题：
答案：(1)细胞核 内细胞团(或胚胎干细胞) 显微注射法 (2)核移植技术 早期胚胎培养技术 PCR 耐高温 DNA双链复制 (3)这些细胞还未分化，具有全能性，可以定向诱导分化成各类 细胞、组织、器官 (4)体外基因治疗 没有免疫排斥反应
3.(2012·深圳模拟)以下为植物体细胞杂交技术流程图，其中甲 和乙分别表示两种二倍体植物细胞，所含有的染色体组分别是AA 和BB。据图分析回答：
1.如图表示高等动、植物细胞融合的部分过程，请据图回答：
(1)若上图表示植物体细胞杂交的部分过程，欲将丁细胞培育成 植株，可选用_____技术，这一技术的两个关键步骤是_____和 _____。 (2)若上图表示制备单克隆抗体的部分过程，甲细胞为小鼠的骨 髓瘤细胞，则乙细胞为_____。在分离乙细胞之前，应对小鼠进 行的处理是_____。过程①区别于植物细胞常用的诱导方法是 _____，过程②可利用_____培养基进行筛选，筛选得到的丁细 胞还需进行_____和抗体检测，经多次筛选，就可获得足够数量 的能分泌所需抗体的细胞。上述制备过程涉及到的生物技术有 _____。
(3)若a、b分别为骨髓瘤细胞和B淋巴细胞，则d细胞特点是_____ 。由d细胞产生的抗体与普通血清抗体相比较，具有_____的特点 。生产上一般不能通过直接培养B淋巴细胞的方法生产单克隆抗体 的主要原因是_____。 (4)下列各图表示单克隆抗体制备过程的各阶段图解，请用箭头把 代表各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来：_____ 。
动物细胞融合和单克隆抗体制备 【典例训练1】有性生殖的生物产生后代需进行受精作用，植物 体细胞杂交要进行原生质体的融合，单克隆抗体的制备需进行 动物细胞融合，可见细胞的融合技术有着广泛的应用。下列为 细胞融合的简略过程，据图回答相关问题：
(1)若a、b分别是基因型为Hhrr、hhRr两个烟草品种的花粉，且这 两对基因分别位于两对同源染色体上。由于受一对隐性纯合基因 (rr或hh)的作用，在光照强度大于800lx时都不能生长。要想从融 合细胞的培养液中分离出基因型为HhRr的杂种细胞，较为简便的 筛选方法是_____。 (2)若a、b表示两种植物体细胞，则由d细胞形成杂种植株的原理 是_____，这种育种方法的优点是_____。
【解析】准确理解植物体细胞杂交的过程是解题的关键。 (1)植物体细胞杂交亦称为原生质体融合，是以植物的体细胞为材 料，经特殊的酶处理后，用去掉了细胞壁的裸细胞——原生质体 为亲本进行融合的一种新型的生物技术。 (2)将若干a和b 等量混合后转移到培养基上培养，经过细胞融合 ，c的细胞类型包括没有融合的细胞、相同细胞的融合和不同细胞 的融合，即AA、BB、AAAA、BBBB、AABB。 (3)在采用化学法进行过程②时，一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱 导剂。 (4)植物体细胞杂交的主要意义是克服了不同生物间远缘杂交不亲 和的障碍。
答案：(1)纤维素和果胶发生水解 (2)AA、BB、AAAA、BBBB、AABB (3)聚乙二醇(PEG) (4)克服了不同生物间远缘杂交不亲和的障碍(或扩大了可用于杂 交的亲本基因组合的范围)
4.如图表示将人成纤维细胞与小鼠细胞进行融合，获得部分杂种 细胞的过程(注：杂种细胞中人类的染色体会随机丢失，各种杂种 细胞保留人类染色体的种类和数量是不同的)。请回答下列问题：
3~5细胞融合技术·干细胞工 程·克隆技术
动物细胞融合与单克隆抗体 1.植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较
植物体细胞杂交
原 细胞膜的流动性、细胞 理 的全能性
动物细胞融合 细胞膜的流动性
植物体细胞杂交
动物细胞融合
过 程
植物体细胞杂交
相
关
纤维素酶和果胶酶
酶
融 合 物理法:离心、电激、振动； 方 化学法:聚乙二醇等试剂诱导 法
答案：(1)植物组织培养 脱分化 再分化 (2)B淋巴细胞 将抗原注射入小鼠体内 用灭活的病毒诱导 特 定的选择 克隆化培养 动物细胞融合技术、动物细胞培养技术
2.(2012·哈尔滨模拟)如图是利用现代生物工程技术治疗遗传 性糖尿病(基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素)的过程 设计图解，请据图回答：
是经典的移植方法，效 果可靠
缺点
寻找配型相同的骨髓难， 捐献者和患者都要遭受很 大的痛苦
外周血干 细胞移植
方法比较简单，对供者 安全，影响小，几乎无 不适反应
外周血干细胞数量采集困 难，不能满足移植所需数 量；收集的外周血干细胞 可能混杂有肿瘤细胞；费 用较高
优点
缺点
脐带血干 细胞移植
脐带血资源丰富、采 集简单；异体间排斥 反应小，再生能力强 ；纯度高；配型相合 的要求相对较低，可 扩大供者范围；成功 率高
(1)A是_____酶，B是_____，D是具有_____优良性状的幼芽。D长 成的幼苗需要选择的原因是_____。 (2)由C形成植株的过程利用了_____技术，形成愈伤组织需要经过 _____过程，愈伤组织形成D需要经过_____过程。整个培养过程要 在_____条件下进行。 (3)植物体细胞融合成功的标志是_____。目前植物体细胞杂交还 存在许多问题没有解决，如_____，尽管如此，这项新技术在 _____等方面取得的重大突破还是震撼人心的。
结 果
杂种植株
意 克服了远缘杂交的不亲和性 义 ,获得杂种植株
动物细胞融合
胰蛋白酶或胶原蛋白酶
除物理法和化学法外还 可以用灭活的病毒诱导
杂交细胞 突破了有性杂交方法的 局限,使远缘杂交成为可 能
2.单克隆抗体的制备 (1)制备过程：
注射特定抗原 的免疫小鼠
骨髓瘤 细胞
筛选培养
克隆上述 杂交细胞
B淋巴细胞
杂交细胞 专一抗体 检验阳性
专一抗体 检验阳性
将不同杂交 并克隆专一抗体，
细胞分开,
检验阳性细胞
体外培养
体内培养
从培养液 中提取
从小鼠腹水 中提取
单克隆抗体
(2)关键环节： ①取相应B淋巴细胞前必须先注射相应抗原，否则不能获得单克隆 抗体。 ②细胞融合后需经二次筛选： 第一次：在特定的选择性培养基上，未融合的亲本细胞(B淋巴细 胞和骨髓瘤细胞)和融合的具有同种核的细胞(BB融合细胞、瘤瘤 融合细胞)都会死亡，只有杂交瘤细胞才能生长。其特点是既能迅 速大量繁殖，又能产生单一的特异性抗体。 第二次：经选择培养的杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细 胞(很多种杂交瘤细胞)，需经克隆化培养和抗体检测，经筛选后 才可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
目前不适用于高体重成 人，另外，血小板恢复 较慢
动物体细胞核移植与克隆动物 1.原理：动物体细胞核具有全能性 2.过程
【高考警示钟】 1.供体细胞：取优良动物的体细胞培养，一般选用传代10代以内 的细胞，这样可以保证正常的二倍体核型。 2.动物体细胞核移植是一种无性繁殖技术，用核移植的方法得到 的动物称为克隆动物。
(3)植物细胞融合时，核质都应该进行融合，当细胞壁再生时， 说明融合后的细胞核与细胞质进行正常的新陈代谢了，即融合 成功。植物体细胞杂交虽然克服了远缘杂交不亲和的障碍，但 让杂合体表达出两种植物的优良性状有时还比较困难。
答案：(1)纤维素酶和果胶 融合的原生质体 耐盐 有耐盐高产和耐盐不高产两种 (2)植物组织培养 脱分化 再分化 无菌 (3)再生出新的细胞壁 不能按照人的意愿表达两个亲本的性状 克服远缘杂交不亲和的障碍
【解题指南】 1.考查实质：植物体细胞杂交与单克隆抗体的制备。 2.解题关键： (1)hr是a、b产生配子中相同的配子，另外两种配子分别是Hr、hR 。 (2)两个不同的细胞形成的杂种细胞发育成植株。 (3)骨髓瘤细胞特点、B淋巴细胞特点与融合后的细胞具备的特点之 间的关系。 (4)单克隆抗体产生的过程由细胞融合和杂交细胞的培养两部分组 成。
【解析】(1)将丁细胞培育成植株利用了植物组织培养的方法， 包括脱分化和再分化过程，利用了细胞全能性原理。 (2)甲细胞若为骨髓瘤细胞，则乙细胞为B淋巴细胞，两者融合 后会形成杂交瘤细胞，需要通过选择培养基将产生特定抗体的 杂交瘤细胞筛选出来。动物细胞融合除植物细胞融合的物理法 、化学法外，还可以用灭活的病毒来诱导，细胞融合后，产生 的杂种细胞有多种，需经特定的选择培养基筛选。单克隆抗体 制备过程中主要利用了动物细胞融合技术和动物细胞培养技术 。
【高考警示钟】 1.植物体细胞杂交与动物细胞融合中酶的作用对象不同，纤维素 酶和果胶酶作用于细胞壁，而胰蛋白酶等作用于细胞间质。 2.灭活的病毒保持了其抗原性，但毒性消失。 3.植物杂交细胞在激素诱导下能表达出全能性，但动物杂交细胞 的全能性不能表达。
比较三种造血干细胞移植的优点和缺点
骨髓移植
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优点